【摘要】：數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,對(duì)于加工速度與精度有重要的作用。進(jìn)給系統(tǒng)與加減速參數(shù)的不匹配不僅會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生振動(dòng),在高速加工中還會(huì)使加工零件產(chǎn)生誤差。在加工中,較低的加速度會(huì)提高加工質(zhì)量,但加工時(shí)間較長、效率低;較高的加速度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)加工完成零件,但加減速的突變會(huì)降低零件的加工質(zhì)量。因此,研究數(shù)控機(jī)床柔性進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與加減速參數(shù)具有重要的理論意義。本文以柔性進(jìn)給系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過建模、控制參數(shù)整定、加減速參數(shù)確定與仿真三個(gè)部分對(duì)問題進(jìn)行研究。具體工作如下:(1)針對(duì)數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)單慣量與雙慣量不適用于高速加工中中頻段薄弱環(huán)節(jié)分析的問題,提出了基于三慣量的柔性進(jìn)給系統(tǒng)建模方法。由于影響進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的幾個(gè)薄弱環(huán)節(jié)從低階到高階分布,并且高階頻率可以利用濾波器將其去除,而影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的兩個(gè)低階薄弱環(huán)節(jié)(聯(lián)軸器、絲杠螺母副)頻率相近。因此,為了研究兩個(gè)最薄弱環(huán)節(jié)對(duì)柔性進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響,本文建立了進(jìn)給系統(tǒng)三慣量的動(dòng)力學(xué)模型。(2)針對(duì)柔性進(jìn)給系統(tǒng)控制參數(shù)難以精確整定的問題,提出了基于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)特征參數(shù)的PI參數(shù)整定方法。由于常用的控制參數(shù)整定方法存在誤差或者整定效率低,并且沒有針對(duì)高階系統(tǒng)進(jìn)行整定的有效方法,因此本文基于根軌跡法和統(tǒng)計(jì)方法利用機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)特征參數(shù)對(duì)速度環(huán)、位置環(huán)PI參數(shù)進(jìn)行整定,并且推導(dǎo)出可以根據(jù)機(jī)械特征參數(shù)直接確定PI參數(shù)的公式,將利用公式計(jì)算的控制參數(shù)與根軌跡法、頻域法對(duì)比,結(jié)果證明該方法極大的提高了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)控制參數(shù)的整定效率。(3)針對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)加減速參數(shù)與動(dòng)態(tài)特性的不匹配導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩的問題,提出了一種基于進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征參數(shù)來確定加減速參數(shù)的方法。根據(jù)方法推導(dǎo)了動(dòng)態(tài)特征參數(shù)與直線、S曲線加減速參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用Matlab以及Vc等軟件編寫的加工界面對(duì)直線加減速公式進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性,并且該方法還為后續(xù)研究中找到一種高效便捷的加減速方法奠定了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

1.2 課題背景及意義1.2.1 國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢制造業(yè)是整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本，而數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是制造業(yè)發(fā)展的重中之重。當(dāng)今世界很多發(fā)達(dá)國家對(duì)機(jī)床的工業(yè)制造都很重視，發(fā)展機(jī)電結(jié)合、高效高精度、高自動(dòng)化的先進(jìn)機(jī)床已經(jīng)成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。我們國家數(shù)控機(jī)床發(fā)展速度很快，年產(chǎn)量不停的上升，但是所產(chǎn)的機(jī)床在精度以及效率方面都達(dá)不到要求，在很大程度上落后發(fā)達(dá)國家，存在諸多的問題[1]，主要表現(xiàn)為：數(shù)控機(jī)床高端技術(shù)研究不深入、高端技術(shù)人才極其匱乏、國家對(duì)數(shù)控行業(yè)的政策不到位、數(shù)控行業(yè)各個(gè)部門聯(lián)系不緊密，整體的素質(zhì)以及科研質(zhì)量有待提高。對(duì)于高端機(jī)床設(shè)備的研發(fā)引進(jìn)國外以及復(fù)制國外的技術(shù)總體上來說對(duì)國外技術(shù)依賴程度高，無法掌握高端技術(shù)產(chǎn)權(quán)、缺乏自主創(chuàng)新。圖 1.1 中是數(shù)控機(jī)床車削與銑削加工過程中對(duì)加工零件表面影響的結(jié)果。

基于三慣量的柔性進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)以及研究的基礎(chǔ)，，滾珠絲杠直是一種精密的位置跟蹤以及定位系統(tǒng)，其傳動(dòng)起關(guān)鍵性的作用。因此，建立合適的動(dòng)力學(xué)模重要的作用。機(jī)的矢量控制的數(shù)學(xué)模型PMSM）的數(shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)，若永感應(yīng)電動(dòng)勢一樣也是正弦的，那么永磁同步電2.1 是 PMSM 的模型結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2544829